Конвергентная эволюция
Конвергентная эволюция (от лат. con «вместе» + vergere «направленость, стремление; склоняться») — эволюционный процесс, при котором происходит независимое появление сходных признаков у организмов, относящихся к разным таксономическим группам, либо живущих/живших в разные эпохи (эры, периоды). При конвергентной эволюции появляются структуры, которые имеют сходную форму или функцию, но не присутствовали у последнего общего предка этих групп.
Не следует путать такие структуры с гомологичными. Функционально сходные признаки, возникшие в результате конвергентной эволюции, являются аналогичными, в то время как гомологичные структуры или признаки имеют общее происхождение, но могут выполнять различные функции. Крылья птиц, летучих мышей и птерозавров имеют аналогичную структуру, но их передние конечности гомологичны и имеют общее происхождение, несмотря на то, что выполняют разные функции.
Противоположностью конвергенции является дивергентная эволюция, при которой у родственных видов развиваются различные черты.
Причины конвергентной эволюции
Как правило, конвергентная эволюция характеная для тех организмов, которые занимают сходные экологические ниши. Это также означает, что конвергентные сходства почти никогда не касаются фундаментальных характеристик организма, приобретённых очень рано (в геологическом масштабе. К примеру: классическим случаем конвергентной эволюции считается формирование сходная форма тела у разных пелагических водных позвоночных — акул, ихтиозавров, талаттозухий, некоторых поздних мозазавров и ряда китообразных, таких, как дельфины. В силу того, что все вышеперечисленные группы занимали (занимают) примерно одинаковую экологическую нишу — активных пелагических хищников — то можно сделать вывод, что она диктует примерно схожую форму тела. Однако, у каждой из этих групп сохраняются фундаментальные характеристики классов, соответственно, хрящевых рыб, рептилий и млекопитающих. В частности, акулы, будучи хрящевыми рыбами и имеют характерные для них черты: жабры, хрящевой скелет и плакоидную чешую. При этом ни одно вторичноводное позвоночное, занимающее эту нишу, не приобрело жабры вторично, и у них остались фундаментальные анатомические характеристики, соответственно, классов рептилий и млекопитающих.
Примеры конвергентной эволюции среди вымерших животных
- Один из самых известных примеров: сходная форма тела у ихтиозавров, акул и зубатых китов, появившаяся в следствие сходного образа жизни.
- В более широком смысле талаттозухии, мозазавры, ихтиозавры, нектонные рыбы, киты, пингвины и сирены (Sirena — группа млекопитающих) имеют сходную форму тела, хотя, в случае с пингвинами, сиренами, талаттозухиями и мозазаврами это не так очевидно.
- В свою очередь, талаттозухии, мозазавры и ихтиозавры имеют между собой конвергентные сходства внутри класса рептилий.
- В более широком смысле талаттозухии, мозазавры, ихтиозавры, нектонные рыбы, киты, пингвины и сирены (Sirena — группа млекопитающих) имеют сходную форму тела, хотя, в случае с пингвинами, сиренами, талаттозухиями и мозазаврами это не так очевидно.
- Попозауроиды являются группой рептилий, имеющих много конвергентных сходств с другими группами животных.
- Ктенозаврискиды (аризоназавр, силоузух) имеют удлинённые позвонки, обтянутые кожей, что придаёт им сходства с ранними синапсидами: некоторыми сфенакодонтами, а также эдафозавридами, имевшими похожую анатомическую конструкцию. Это, а также длинная морда некоторых попозауроидов, придаёт им сходства также с некоторыми спинозавридами, имевшими «парус» на спине (спинозавр, ихтиовенатор, оксалайя).
- В свою очередь, ктенозаврискиды и спинозавриды имеют конвергентные сходства внутри класса рептилий.
- Также: эдафозавр и диметродон имеют конвергентные сходства между собой внутри класса синапсид.
- Попозавриды (попозавр, долихобрахий) имеют сходство с динозаврами-тероподами.
- Шувозавриды также имеют сходство с двуногими динозаврами, но, в основном, с гипсилофодонтидами и орнитомимозаврами.
- Ктенозаврискиды (аризоназавр, силоузух) имеют удлинённые позвонки, обтянутые кожей, что придаёт им сходства с ранними синапсидами: некоторыми сфенакодонтами, а также эдафозавридами, имевшими похожую анатомическую конструкцию. Это, а также длинная морда некоторых попозауроидов, придаёт им сходства также с некоторыми спинозавридами, имевшими «парус» на спине (спинозавр, ихтиовенатор, оксалайя).
- Существа, способные планировать между деревьями посредством боковых кожных мембран, поддерживаемых стержневидными окостенениями (ложными рёбрами): икарозавр — эолацертия, вейгельтизавриды, а также летучий дракон — современная ящерица семейства агамовых.
- Также икарозавр и летучий дракон имеют конвергентные сходства между собой внутри группы чешуйчатых.
- Существа с крыльями, состоящими из перьев или кожаной перепонки, поддерживаемых передними конечностями: птерозавры — рептилии, птицы, летучие мыши — млекопитающие и скансориоптеригиды.
- В свою очередь, птерозавры и скансориоптеригиды имеют конвергентное сходство внутри класса рептилий.
- Существа, являющиеся обитателями водоёмов и питающиеся рыбой и другими водными животными, имеющие длинное тело, относительно длинную морду, короткие лапы и хвост, имеющий форму весла: крокодилы (и другие водные крокодиломорфы), фитозавры, темноспондильные амфибии, протерозухии, мезозавр, такие хористодеры, как хампсозавр.
- Также фитозавры, крокодиломорфы, протерозухии и мезозавры имеют конвергентные сходства внутри класса рептилий.
- Также фитозавры, крокодиломорфы, некоторые хористодеры и протерозухии имеют конвергентные сходства внутри группы диапсид и группы архозавроморфы.
- Также фитозавры, крокодиломорфы, протерозухии и мезозавры имеют конвергентные сходства внутри класса рептилий.
- Существа, имеющие змеевидную форму тела: сами змеи, некоторые ящерицы, некоторые современные амфибии, некоторые темноспондильные амфибии, некоторые виды акул, угри, ящерицы и амфибии, сохраняющие короткие ноги, но всё же имеющие гибкое змеевидное тело, а также безногие ящерицы.
- В свою очередь, довольно большое количество неродственных друг другу амфибий имеют конвергентное сходство внутри класса.
Источники
Литература
- Kirk, John Thomas Osmond (2007). Science & Certainty. Csiro Publishing. p. 79. ISBN 978-0-643-09391-1. Archived from the original on 2017-02-15. Retrieved 2017-01-23 . evolutionary convergence, which, quoting .. Simon Conway Morris .. is the 'recurring tendency of biological organization to arrive at the same «solution» to a particular «need». .. the 'Tasmanian tiger' .. looked and behaved like a wolf and occupied a similar ecological niche, but was in fact a marsupial not a placental mammal.
- Reece, J.; Meyers, N.; Urry, L.; Cain, M.; Wasserman, S.; Minorsky, P.; Jackson, R.; Cooke, B. (2011-09-05). Cambell Biology, 9th Edition. Pearson. p. 586. ISBN 978-1-4425-3176-5.
- «Homologies and analogies». University of California Berkeley. Archived from the original on 2016-11-19. Retrieved 2017-01-10 .
- Thunstad, Erik (2009). Darwins teori, evolusjon gjennom 400 år (in Norwegian). Oslo, Norway: Humanist forlag. p. 404. ISBN 978-82-92622-53-7.
- Buller, A. R.; Townsend, C. A. (19 Feb 2013). «Intrinsic evolutionary constraints on protease structure, enzyme acylation, and the identity of the catalytic triad». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (8): E653-61. Bibcode: 2013PNAS..110E.653B. doi: 10.1073/pnas.1221050110. PMC 3581919. PMID 23382230
- Gould, S.J.(1989). Wonderful Life: The Burgess Shale and the Nature of History. W.W. Norton. pp. 282—285. ISBN 978-0-09-174271-3.